Оборудование для смешивания сырья и получения однородных масс.

Для приготовления рецептурных смесей, эмульсий, кремов, растворов и других кондитерских масс применяются смешиваю­щие и взбивальные машины.

Смешивающие машины позволяют получить однородную массу, состоящую из нескольких компонентов, которые могут находиться в различном агрегатном состоянии. Компоненты мо­гут быть жидкими и твердыми (сыпучими). В случае необходи­мости рецептурные смеси насыщаются воздухом — взбиваются с помощью взбивальных машин.

Перемешивание и взбивание происходит принудительно вследствие подвода к обрабатываемой массе извне механиче­ской энергии.

В зависимости от структурно-механических свойств исход­ных и конечного продуктов применяемое оборудование подраз­деляется на машины периодического и непрерывного действия, по конструктивным признакам — на лопастные, пропеллерные, турбинные, роторные машины.

Оборудование периодического действия

Перемешивающие, месильные и взбивальные машины перио­дического действия имеют горизонтальный, вертикальный или совершающий сложное движение рабочий орган. Рабочим орга­ном обычно служат один или два вала с фигурными лопастями, обеспечивающими максимальный эффект перемешивания.

Месильная машина с горизонтальным валом. Машина (рис. ни состоит из следующих основных узлов: станины, емкости с месильным валом и крышкой, механизма поворота емкости и привода.

В металлической корытообразной емкости 3 расположен го­ризонтальный вал 16 с месильными лопастями 15. Емкость 3 снабжена рубашкой 1, позволяющей нагревать или охлаждать внутренние стенки емкости в зависимости от вида смеси и ча­стоты вращения вала месильных лопастей. Внутри рубашки мо­жет циркулировать холодная или теплая (до 60° С) вода. Сна­ружи рубашка снабжена изоляцией 2. Емкость 3 закрыта не­подвижной крышкой 8. Месильные лопасти 15 выполняются сварными и крепятся на валу 16, вращающемся в подшипниках качения, корпуса 17 которых монтируются на стойках 18, уста­новленных на станине машины 20.

Вал 16 с месильными лопастями приводится во вращение от четырехскоростного электродвигателя 14. От этого электродви­гателя через четырехручьевую клиноременную передачу 13 дви­жение передается цилиндрическому редуктору 25 с двусторон­ним выходным валом 24. Каждый выход вала муфтой 23 связан с промежуточным валом 22, вращающимся в подшипниках ка­чения, установленных в корпусах 21. От четырехрядной цепной передачи 19 получает вращение месильный вал 16. Компоненты для замеса подаются через горловину 6 и патрубок 7 в опреде­ленной последовательности.Месильная машина с горизонтальным валом.

Для выхода воздуха, вытесняемого из емкости загружаемым продуктом, неподвижная крышка 8 снабжена патрубком 5, на который надевается рукавный фильтр. Для наблюдения за про­цессом замеса на крышке имеется люк 4, который может быть использован также для дозирования компонентов, входящих в рецептуру в незначительных количествах.

Для контроля температуры воды в рубашке на стенке емко­сти установлен манометрический показывающий термометр.

Частота вращения вала 16 при замесе меняется автомати­чески, продолжительность работы его на каждом режиме зара­нее устанавливают на пульте управления.

По окончании замеса включается электродвигатель 12 меха­низма поворота емкости. Через специальный червячный редук­тор 11 и передачу гайка — винт выдвигается шток 10, связан­ный с торцовой стенкой емкости шарниром 9, и емкость 3 по­ворачивается против часовой стрелки вокруг оси месильного вала на 90°.

По окончании поворота электродвигатель 12 выключают с помощью концевых выключателей, установленных на станине. Рецептурная смесь выгружается в подкатную дежу при враще­нии вала месильных лопастей с малой частотой в направлении, противоположном вращению вала при замесе.

Вместимость машины 600 л. Частота вращения месильного вала 10, 15, 20, 30 об/мин, продолжительность опрокидывания емкости 30 с.

Смесительная машина ШМЖ. Эта машина многоцелевого назначения, может применяться для смешивания и приготовле­ния различных кондитерских масс: жидких, твердых (сыпучих), пластичных. Перемешивающими (рабочими) органами в машине ШМЖ являются две месильные лопасти 7-образной формы.

Машина (рис. 11.2) состоит из станины 20, поворотной ем­кости 13 с крышкой, двух месильных лопастей 11, главного привода для вращения лопастей и вспомогательного привода для поворота емкости при разгрузке. Поворотная емкость 13 имеет обогревательную рубашку, снабженную штуцером 14 для присоединения паропровода, сливным 1 и воздушным 9 кранами.

В боковых стенках емкости 13 сделаны отверстия с сальни­ковыми уплотнениями, через которые проходят два вала 8 с ло­пастями 11. Эти валы вращаются в подшипниках скольжения, закрепленных на боковых стенках емкости, и соединены между собой парой зубчатых колес 15. Опоры вала одной из лопастей смонтированы в дополнительной паре подшипников скольжения

7, которые крепятся к стойкам станины, и в них происходит по­ворот емкости 13 при разгрузке.

Емкость 13 закрывается крышкой 12, соединенной с горизон­тальной осью 10 при помощи шарниров 16, укрепленных на кронштейнах 17, и снабженной пружинным прижимным устрой­ством. На передней стенке емкости предусмотрен разгрузочный лоток 22. Привод для вращения лопастей состоит из электро­двигателя 2 (N = 7,5 кВт, п = 970 об/мин), редуктора 19, цепной передачи 18 и зубчатых колес 15. Лопасти вращаются в проти­воположных направлениях, что способствует более интенсив­ному перемешиванию компонентов. Смесительная машина ШМЖ

Рис. 11.2. Смесительная машина ШМЖ

Во избежание поломки машины при перегрузке лопастей звездочка цепной передачи 18 соединяется с втулкой, жестко закрепленной на валу с помощью предохранительного штифта. При перегрузке лопастей этот штифт срезается.

Поворот емкости осуществляется от электродвигателя 3 (N = 0,6 кВт, п= 1350 об/мин) через редуктор 4, цепную пере­дачу 5, червяк 21 и секторное червячное колесо 6, которое же­стко соединено с емкостью через корпус подшипника 7 и систе­мы электроблокировки. При включении электродвигателя 3 чер­вячное колесо 6 поворачивается на 120° вместе с емкостью. По­сле поворота емкости до требуемого угла срабатывает конечный выключатель и электродвигатель 3 отключается.

По окончании разгрузки снова включают электродвигатель 3, изменив направление вращения его ротора. При возвращении емкости в исходное положение срабатывает второй конечный выключатель, останавливающий электродвигатель 3,

Электрическая схема управления смесительной машиной по­зволяет изменять направление вращения вала электродвигателя 3. При повороте емкости отключается электродвигатель 2.

Паропровод смесительной машины оборудован предохрани­тельным клапаном, манометром и запорным вентилем.

Производительность машины ШМЖ до 500 кг/ч, вмести­мость 0,25 м3, частота вращения лопастей 36 об/мин, допусти­мое давление греющего пара — до 0,4 МПа. Габаритные раз­меры машины (в мм): 1690X1070X1330; масса 1362 кг.

В кондитерской промышленности применяют смешивающие машины с двумя месильными лопастями 7-образной формы и полезной вместимостью от 0,05 до 0,45 м3.

Взбивальная машина с горизонтальным валом. Машина предназначена для смешивания компонентов и насыщения ре­цептурных смесей воздухом при приготовлении кондитерских масс для производства пастилы, мармелада, взбивных корпусов конфет («Птичье молоко», «Стратосфера» и пр.).

Машина (рис, II.3) состоит из корпуса 5, смонтированного на станине 1, и мешалки 9. На валу мешалки укреплены 6 парВзбивальная машина с горизонтальным валом.

лопастей, имеющих Т-образную форму, и крайние лопасти Г-образной формы, очищающие торцовые стенки корпуса машины.

Вал мешалки пропущен через сальники торцовых стенок корпуса и вращается в подшипниках, установленных на крон­штейнах 7. Между подшипниками на валу мешалки находится шкив 6 ременной передачи, через которую вращение переда­ется от электродвигателя (N = 2,2 кВт, п=1440 об/мин), а вал получает частоту вращения 210 об/мин. Корпус машины выпол­нен из нержавеющей стали и снабжен крышкой 4.

Для установки открывающейся части крышки в нужном по­ложении служит рукоятка 2, собачка которой попадает во впа­дину зубчатого сектора 3. В глухой части крышки имеется па­трубок, который присоединен к вытяжному воздуховоду для удаления сернистого газа — оксида серы (IV), выделяющегося из яблочного пюре при взбивании смеси. В нижней части кор­пуса смонтировано разгрузочное устройство 8. Вместимость взбивальной машины 0,7 м3, продолжительность взбивания 20—25 мин. Габаритные размеры машины (в мм): 1700Х650Х X 1200; масса 225 кг.

Взбивальная машина М5-ШСА. Машина (рис. II.4) пред­назначена для насыщения рецептурных смесей воздухом при приготовлении взбивных начинок, кремов и т. п. Рабочий орган машины — взбивальный вал с венчиком — совершает сложное движение. Машина М5-ШСА состоит из станины 20, привода, взбивателя, бачка с тележкой. Тележка 1 с бачком 3, в кото­ром находятся компоненты рецептурной смеси, подкатывается к подставке 19, установленной на станине 20, и фиксируется зажимом 18. Зафиксированный на подставке бачок поднимают и опускают, вращая рукоятку механизма 16, от которого вра­щательное движение передается через ремень 15 червячной паре 14. В червячном колесе пары, расположенном горизон­тально, имеется центральное отверстие, в котором закреплен винт 17. Вращением винта перемещают подставку 19 в верти­кальном направлении.

Электродвигатель (N = 2,1 кВт) машины установлен на кронштейне 11, который может перемещаться вращением штур­вала 13, с винтом 12, что позволяет регулировать натяжение ремня 9 вариатора 10 и изменять частоту вращения взбивателя 2. От вариатора 10 движение передается промежуточному гори­зонтальному валу 8, зубчатой конической паре 7 и вертикаль­ному валу 6, снабженному поводком 5, от которого приводится в движение взбиватель 2, закрепленный в шарнире 4. Вследст­вие этого взбиватель 2 описывает при работе машины кониче­скую поверхность, обрабатывая весь объем бачка 3. Рабочий объем бачка 115 л, частота вращения вала взбивателя 220— 280 об/мин. Габаритные размеры (в мм): 1040x960x1585; масса машины 730 кг.Взбивальная машина М5-ШСА.

Рис. II.4. Взбивальная машина М5-ШСА

Производительность (в кг/ч) перемешивающих машин пе­риодического действия определяется по формуле

П = 60 Gо/(Тпз+Тп),      (ил)

где Gо — масса единовременно загружаемого продукта, кг; тПз — продолжи­тельность загрузки и выгрузки продукта, мин; тп — продолжительность пе­ремешивания (взбивания), мин.

Оборудование непрерывного действия

Перемешивающие, месильные и взбивальные машины не­прерывного действия, применяемые на кондитерских фабриках, по расположению оси рабочего органа делятся на горизонталь­ные и вертикальные, а по конструкции перемешивающего ор­гана — на лопастные, дисковые и роторные.

Для уменьшения продолжительности замеса и улучшения качества смеси применяют вибросмешивание. Особенность вибросмесительных машин заключается в том, что в них при по­ступательном движении источника колебаний по круговой или эллипсоидальной траектории частицы смеси, непосредственно соприкасающиеся с источником колебаний, периодически полу­чают ударный импульс, который передается соседним слоям, в результате чего по смеси проходят волны и происходит ин­тенсивное перемешивание.

Лопастный смеситель непрерывного действия. Он предна­значен для смешивания компонентов при приготовлении шоко­ладных и конфетных рецептурных смесей.

Смеситель (рис. II.5) имеет корпус, состоящий из верхней 5 и нижней 11 частей. Нижняя часть корпуса крепится к станинеЛопастный смеситель непрерывного действия.

12, верхняя прикреплена на петлях 13 к нижней и закрывается откидными болтами с барашковыми гайками 14. Компоненты рецептурной смеси подаются дозаторами в патрубок 3.

Внутри корпуса вращаются в противоположных направле­ниях два параллельных вала 4 с секторными лопастями 6. Ло­пасти смешивают компоненты и транспортируют смесь к вы­ходному отверстию. Готовая масса выходит через патрубок, сечение которого может изменяться при помощи шиберной за­слонки 8 со штурвалом 9. Этим регулируется степень наполне­ния смесителя, а следовательно, длительность и интенсивность перемешивания массы.

Смеситель снабжен водяной рубашкой 10 для поддержания необходимой температуры массы. Благодаря развитой поверх­ности смешивающих лопастей, относительно малому объему массы, а также подогреву массы в смесителе происходит рав­номерное смешивание компонентов.

Один вал смесителя получает вращение от привода через цепную передачу /, второй вал — от первого через зубчатую передачу 2. Верхняя часть корпуса имеет смотровые люки 7. Над люками смесителя устанавливаются дозаторы для подачи необходимых компонентов.

Производительность лопастного смесителя 400 кг/ч, частота вращения лопастных валов 21 об/мин. Габаритные размеры смесителя (в мм): 2000x440x1310.

Вибросмеситель. Вибросмеситель предназначен для высоко­качественного перемешивания и приготовления различных кон­дитерских масс, в частности вафельного теста и начинки.

Вибросмеситель (рис. II.6, а) представляет собой камеру 7, соединенную пластинами 8 с противовесом 11. Камеры, пла­стины и противовес образуют жесткую коробчатую конструк­цию, в середине которой расположен динамический (инерци­онный) вибратор 10. Дебаланс выполнен в виде двухопорного неуравновешенного вала, вращающегося в роликовых сфериче­ских подшипниках. На валу посажены диски с противовесами.

Вся система установлена на упругих пружинных опорах 9 которые обеспечивают под действием центробежных сил, воз­никающих при вращении дебалапса, возможность поступатель­ного перемещения конструкции по замкнутой круговой или эл­липсоидальной траектории в плоскости, перпендикулярной оси вибратора. Частота колебаний конструкции равна частоте вра­щения вала вибратора.

Упругие опоры из спиральных пружин обеспечивают сниже­ние вибрации станины 12 до наименьших значений. Внутри кор­пуса в противоположных направлениях вращаются два ло­пастных вала, приводимых в движение от электродвигателя 2 (N=1 кВт, n = 960 об/мин) через редуктор 3. Дебалансный вибратор работает от электродвигателя 1 (N = 2,8 кВт, n = 1410 об/мин).

Крутящий момент на вибратор и лопастные валы переда­ется гибкими соединительными муфтами 4, представляющими собой резинотканевый шланг, зажатый с двух концов хомутами.

Жидкие компоненты поступают через патрубок 5, сыпу­чие— через патрубок 6.

Устройство месильной камеры вибросмесителя показано на рис. II.6, б. На двух валах с горизонтальной осью вращения (ведущем 2 и ведомом 1) под углом к оси вала расположены лопасти 6. Благодаря этому компоненты перемешиваются и продвигаются в месильной камере 7 к выходному отверстию 8. Для того чтобы при эксплуатации машины смазка из подшип­никового узла 3 не попадала в камеру, между ними установ­лены сальники 5. Плотное соединение между сальником и вра­щающимся валом обеспечивается нажимной втулкой 4.

При эксплуатации вибросмесителей, меняя взаимное распо­ложение грузов дебалансного вибратора, можно изменять ам­плитуду колебаний от 0,2 до 5 мм в зависимости от вязкости получаемой смеси (для более вязких смесей нужна большая амплитуда).Вибросмеситель.

Рис. II.6. Вибросмеситель непрерывного действия:

а — общий вид; б — месильная камера (разрез А—А)

Коэффициент заполнения камеры должен быть в пределах 0,7—0,88. Производительность вибросмесителя — до 650 кг/ч, частота вращения лопастных валов 180 об/мин. Габаритные размеры вибросмесителя (в мм): 2400X480X1200.

Дисковый центробежный смеситель-эмульсатор. Для приго­товления стойких эмульсий и смесей, насыщения их воздухом при интенсификации процесса смешивания применяют непре­рывно действующие скоростные дисковые смесители с горизон­тальной осью вращения вала. Дисковый смеситель-эмульсатор применяется для взбивания эмульсий в тех случаях, когда в ре­цептурной смеси используется сахарная пудра, а также для разжижения (снижения вязкости) шоколадных масс.Дисковый центробежный смеситель-эмульсатор

Рис. 11.7. Дисковый центробежный смеситель-эмульсатор

Дисковый центробежный смеситель-эмульсатор (рис. II.7) состоит из корпуса 5, в котором на горизонтальном консольном валу 7 вращаются два взбивальных диска 4 и 2 с радиаль­ными ребрами. Рецептурная смесь из воронки 6 поступает в центральную часть первого диска 4 и центробежной силой отбрасывается на стенки корпуса 5. Затем смесь проходит че­рез центральное отверстие неподвижного диска 3 и подхваты­вается вторым диском 2, который опять отбрасывает ее на стенки корпуса. В торец неподвижного диска запрессованы пальцы, а в радиальных ребрах диска 2 соответственно име­ются вырезы. При ударе частиц о пальцы происходит гомоге­низация и стабилизация рецептурной смеси, которая выходит через центральное отверстие крышки эмульсатора 1.

Щель между валом 7 и отверстием в корпусе 5 герметизи­руется уплотнением 8, для периодического поджима которого служит втулка-фланец 9. Приводной вал вращается в двух ко­нических упорных подшипниках, установленных в корпусе 10, который вместе с эмульсатором крепится на постаменте 11. Пробка 12 предназначена для спуска смеси при остановке эмульсатора. Производительность эмульсатора до 500 кг/ч, ча­стота вращения дисков 1400 об/мин.

Роторный центробежный смеситель-эмульсатор. Предназна­чен для непрерывного взбивания рецептурных смесей путем ин­тенсивного перемешивания и применяется в станциях для при­готовления жидкого теста, взбивания зефирной массы и т. д. Он состоит из корпуса с водяной рубашкой, взбивальных не­подвижных статоров и взбивального ротора, установленного на горизонтальном валу.

Ротор 7 (рис. ІІ.8) жестко закреплен на горизонтальном валу 2, получающем вращение от шкива 1. Жидкая смесь и воздух поступают соответственно через патрубки 4 и 3 в ка­меру 5, а затем в пространство между ротором 7 и двумя неподвижными статорами 9, укрепленными на стенках 8 взби-Роторный центробежный смеситель-эмульсатор

Рис. ІІ.8. Роторный центробежный смеситель-эмульсатор

вальной камеры. На внутренней стороне каждого статора име­ются зубья, расположенные концентрическими рядами. Между зубьями статоров расположены зубья ротора. Размеры зубьев выбраны такими, что образуется кольцевой канал извилистой формы шириной 1 мм.

Ротор и статоры изготовлены из бронзы, внутренняя по­верхность камеры — из нержавеющей стали. Насыщенная воз­духом смесь выходит через от­верстие 10. На выходе из взби- вальной камеры установлен регулятор давления, который поддерживает в ней постоян­ное избыточное давление 0,05—0,09 МПа.

Для регулирования и ста­билизации температуры смеси взбивальная камера 5 снаб­жена водяной рубашкой 11, состоящей из двух секций, в каждой из которых имеются соответственно патрубки 12 для подвода и патрубки 6 для отвода воды. Производитель­ность роторного смесителя 75—600 кг/ч, частота враще­ния ротора 280—700 об/мин в зависимости от назначения смесителя.Гомогенизатор.

Рис. 11.9. Гомогенизатор       

Гомогенизатор. Гомогени­затор предназначен для полу­чения стойких мелкодисперсных эмульсий непрерывным спосо­бом и состоит из корпуса, в котором вращается вертикальный вал с укрепленной на нем крыльчаткой. Через отверстие 3 (рис. П.9) в корпус 6 подаются вода и концентрированная эмульсия в соотношении 10:1. Внутри корпуса 6 вращается вал 4, снабженный фигурной лопастной крыльчаткой 5. Интен­сивному перемешиванию способствует наличие выступов 7, при­варенных к коническому днищу 8. Вертикальный вал 4 полу­чает вращение от электродвигателя 1 (Ы = 0,28 кВт, п = = 1410 об/мин) через клиноременную передачу 2. Корпус 6 вы­полнен из органического стекла, что позволяет наблюдать за процессом смешивания. Готовая эмульсия выводится через от­верстие 9. Производительность гомогенизатора до 11 л/мин, ча­стота вращения вертикального вала 950 об/мин.

Производительность (в кг/ч) смесительных машин непре­рывного действия может быть определена по формуле
где Р — площадь сечения отверстия, через которое выходит готовая масса, м2; V — скорость истечения готовой массы, м/с; р — плотность готовой массы, кг/м3; ф — коэффициент заполнения площади отверстия выходящей массой; Ф = 0,44-0,95.

Владимир Заниздра

Основатель сайта Baker-Group.net. Более 25-ти лет опыта в кондитерском производстве. Более 20-ти лет опыта управления. Опыт в организации и проектирования производства с нуля. Сайт: baker-group.net/contacts.html Эл. почта Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Оставить комментарий